طور المهندسون في معهد Rensselaer Polytechnic طريقة طباعة ثلاثية الأبعاد للجلد الحي بشكل كامل مع الأوعية الدموية.

يُعد التقدم الذي توصل إليه الباحثون في هندسة الأنسجة خطوة مهمة نحو إنشاء ترقيع يشبه الجلد الذي تنتجه أجسامنا بشكل طبيعي.

قال الباحث بانكاج كاراندي وهو أستاذ في الهندسة الكيميائية والبيولوجية وعضو في مركز التكنولوجيا الحيوية والدراسات متعددة التخصصات (CBIS)،

” إن الإبتكار الذي توصلنا إليه يوفر التئام الجروح بشكل سريع، ومع مرور الوقت ينهار ولا يتكامل أبداً مع الخلايا المضيفة “.

كان هناك عائق كبير أمام الباحثون وهو عدم وجود نظام وعائي فعال في ترقيع الجلد ، فعمل الباحث كاراندي على هذا التحدي لعدة سنوات

تم نشر إحدى الأوراق البحثية التي تُظهر أن الباحثين يمكنهم أخذ نوعين من الخلايا البشرية الحية وتحويلها إلى “أحبار حيوية” وطباعتها في بنية تشبه الجلد.

منذ ذلك الحين عمل الباحث كاراندي وفريقه مع باحثون من كلية الطب بجامعة ييل لدمج للأوعية الدموية.

من خلال التجارب توصل الباحثون إلى أنهم إذا أضافوا عناصر أساسية مثل الكولاجين الحيواني والخلايا الهيكلية الأخرى الموجودة عادةً في تطعيم الجلد مع الخلايا البطانية البشرية التي تبطن الأوعية الدموية الداخلية وخلايا البويضات البشرية التي تلتف حول الخلايا البطانية تبدأ الخلايا في الألتئام وتشكيل بنية وعائية ذات صلة بيولوجياً في مابينها في غضون أسابيع قليلة.

قال الباحث كاراندي: “بصفتنا مهندسون يعملون على إعادة إنشاء علم الأحياء، فإننا ندرك حقيقة أن علم الأحياء أكثر تعقيداً بكثير من الأنظمة البسيطة التي نصنعها في المختبر”.

“لقد فوجئنا عندما اكتشفنا أنهُ بمجرد أن نبدأ في الاقتراب من هذا التعقيد، فإن علم الأحياء يتولى زمام الأمور ويبدأ في الاقتراب أكثر فأكثر مما هو موجود في الطبيعة.”

ما هي التطبيقات الحية التي قام بها الباحثون من خلال هذه التقنية ؟

بمجرد أن قام فريق الباحثون في جامعة ييل بتطبيق التجارب على نوع من الفأران

بدأت الأوعية المطبوعة في الاتصال والتواصل مع الأوعية الخاصة بالفأر.

من أجل جعل هذه التقنية قابلة للاستخدام على المستوى السريري، يحتاج الباحثون إلى أن يكونوا قادرين على تحرير الخلايا الخاصة بالمرضى باستخدام تقنية مثل تقنية كريسبر.

تقنية كريسبر (Clustered Regularly Interspaced Short Palindromic Repeats) هي تقنية في الهندسة الوراثية يُمكن من خلالها تعديل جينومات الكائنات الحية.

بحيث يُمكن دمج الأوعية مع بعضها ليتم قبولها من قبل جسم المريض.

قال ديباك فاشيش وهو مدير CBIS:

يسلط هذا التطور الضوء على الإمكانات الهائلة للطباعة الحيوية ثلاثية الأبعاد في الطب الدقيق، حيثُ يُمكن تصميم الحلول لحالات محددة

وفي النهاية هذا مثال رائع لكيفية قيام المهندسون بإيجاد حلول للتحديات المتعلقة بصحة الإنسان.

ختاماً

قال الباحث كاراندي أن هناك المزيد من العمل الذي يتعين القيام به لمواجهة التحديات المرتبطة بمرضى الحروق والتي تشمل فقدان النهايات العصبية والأوعية الدموية.

التقنية التي ابتكرها الباحثون بإمكانها حالياً مساعدة الأشخاص الذين يعانون من مرض السكري و قرحة الضغط.

(قرحة الضغط هو جرح أو قرحة تنتج نتيجة ضغط موضعي متواصل عند مريض في طريح الفراش أو على كرسي متحرك. كثيرًا ما تنشأ قرحات الضغط في مناطق الضغط على العظام عند الاستلقاء أو الجلوس، على سبيل المثال في الوركين أو الحوض أو عظم العصعص أو الجمجمة).

لهؤلاء المرضى قد تكون هذه التقنية مثالية، لأنهُ عادةً ما يستغرق التئام الجروح وقتاً طويلاً عند مرضى السكري.

• إعداد: المهندسة سوار ناصر
• تحرير: المهندس بشار الحجي